專利名稱：一種新型抗靜電腈綸及抗靜電腈綸的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型抗靜電腈綸及抗靜電腈綸的制備方法，本發(fā)明利用現(xiàn)有的濕法紡絲技術，對尚處于凝膠態(tài)的腈綸初生纖維進行快速改性處理，獲得抗靜電纖維。
背景技術：
抗靜電腈綸的制備，一般是通過對腈綸進行抗靜電改性來實現(xiàn)的，通常采用以下 幾種方法(1)纖維表面處理法纖維的表面抗靜電處理一般采用能導電的金屬鹽或具有 抗靜電性能的表面活性劑，采用噴淋、浸漬、涂覆等方法對纖維及其織物進行表面處理。(2) 化學改性法利用化學的方法表面接枝抗靜電基團。(3)共混改性法在紡絲原液中添加抗 靜電劑(炭黑或碳納米管等)，共混紡絲可制成耐久性抗靜電腈綸。共混改性法所需抗靜電劑有著特定的要求，并且添加量多，可紡性變差，纖維力學 性能等物理性能受影響，若減少抗靜電劑添加量，可紡性提高但抗靜電效果變差。對纖維或織物進行表面處理，在其表面噴灑或浸漬抗靜電劑，經(jīng)過洗滌后抗靜電 劑易從纖維或織物表面脫落，影響其抗靜電效果的持久性。表面接枝工藝復雜成本較高，難以工業(yè)化應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用現(xiàn)有的濕法紡絲技術，對尚處于凝膠態(tài)的腈綸初生纖維進行快速改性 處理，獲得抗靜電纖維。本發(fā)明使用的抗靜電劑是碳納米管漿液或碳納米管和炭黑的漿液。 碳納米管以其優(yōu)異的導電性能和力學性能，在保證了腈綸具有良好的抗靜電性的前提下， 又大大提高了纖維的強度，保證了腈綸改性后的質(zhì)量；改善了目前某些改性方法使纖維可 紡性降低，和纖維力學性能等質(zhì)量方面的下降等缺點。本發(fā)明的一種新型抗靜電腈綸，該腈綸含有碳納米管和炭黑，其中碳納米管的 重量百分數(shù)是_15%，炭黑的重量百分數(shù)是_3%，聚丙烯腈的重量百分數(shù)范圍為 82% -98%。作為優(yōu)選的技術方案如上所述的一種新型抗靜電腈綸，所述的碳納米管直徑為1 lOOnm，長度為2 10微米，碳納米管的管壁數(shù)為1 70 ；所述的炭黑電阻率為0. 1 10 Ω .cm，密度1. 80 1. 85g/cm3，炭黑的粒徑為20 200nm ；所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子量為5 10萬。本發(fā)明還提供了一種抗靜電腈綸的制造方法，采用濕法紡絲方法紡成腈綸纖維， 腈綸紡絲原液從噴絲孔擠壓出形成細流，經(jīng)過凝固浴凝固成型為初生纖維，進入拉伸和水 洗至后處理工序得到腈綸纖維，所述的凝固浴含有碳納米管，其中碳納米管占凝固浴的重 量百分數(shù)為20% 25%。如上所述的一種新型抗靜電腈綸，所述的碳納米管直徑為1 lOOnm，長度為2 10微米，碳納米管的管壁數(shù)為1 70，所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子量為5 10萬。如上所述的一種新型抗靜電腈綸，所述的凝固浴還含有炭黑，其中炭黑占凝固浴的重量百分數(shù)為5% 10%。如上所述的一種新型抗靜電腈綸，所述的炭黑電阻率為0. 1 10 Ω ^cm,密度 1. 80 1. 85g/cm3，炭黑的粒徑為20 200nm。本發(fā)明還提供了另一種抗靜電腈綸的制造方法，采用濕法紡絲方法紡成腈綸纖 維，腈綸紡絲原液從噴絲孔擠壓出形成細流，經(jīng)過凝固浴凝固成型為初生纖維，進入拉伸 和水洗至后處理工序得到腈綸纖維，所述的凝固浴依次包括第一凝固浴和含抗靜電劑的 第二凝固浴兩部分，所述的第一凝固浴為含重量百分比為10%聚丙烯腈的水溶液，溫度 為-5°c 10°C，所述的含抗靜電劑的第二凝固浴是含有抗靜電劑的水溶液，溫度為-5°c 10°C，所述的抗靜電劑占第二凝固浴的45wt% 55wt%，所述的抗靜電劑是碳納米管。如上所述的一種新型抗靜電腈綸，所述的碳納米管直徑為1 lOOnm，長度為2 10微米，碳納米管的管壁數(shù)為1 70，所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子量為5 10萬。如上所述的一種新型抗靜電腈綸，所述的抗靜電劑還包含有炭黑，在抗靜電劑中 碳納米管的重量百分數(shù)為65% 75%，炭黑的重量百分數(shù)為25% 35%。如上所述的一種新型抗靜電腈綸，所述的炭黑電阻率在0. 1 10 Ω ^cm,密度 1. 80 1. 85g/cm3，炭黑的粒徑為20 200nm。本發(fā)明的有益效果是和現(xiàn)有技術相比本發(fā)明的特點是，采用濕法紡絲在線改性方法，制造抗靜電腈綸。 本發(fā)明的一種抗靜電腈綸的制造方法，首先制備腈綸紡絲原液，然后將原液從噴絲孔壓出 形成細流，原液細流經(jīng)過凝固浴成為初生纖維，此時將初生纖維導入抗靜電劑浴槽進行凝 膠滲透，使抗靜電劑充分分散于初生纖維，對其進行快速改性，最后進行后處理。本發(fā)明的一種新型抗靜電腈綸，可紡性好，纖維的導電性能得到了很好的改善，同 時又增加了纖維的強度，提高了力學性能，提高了抗靜電腈綸的質(zhì)量。本發(fā)明的一種抗靜電腈綸的制造方法，對尚處于凝膠態(tài)的腈綸初生纖維進行快速 改性處理，獲得抗靜電纖維。簡化抗靜電腈綸制造工藝，節(jié)省生產(chǎn)時間，易于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的另一種抗靜電腈綸的制造方法，工藝簡單，抗靜電劑可以很好地分散于 初生纖維表面，使可紡性得到很好地改善，纖維抗靜電效果持久。碳納米管以其優(yōu)異的導電性能和力學性能，在保證了腈綸具有良好的抗靜電性的 前提下，又大大提高了纖維的強度，保證了腈綸改性后的質(zhì)量；改善了目前某些改性方法使 纖維可紡性降低，和纖維力學性能等質(zhì)量方面的下降等缺點。


圖1為一種抗靜電腈綸加工工藝的示意2為另一種抗靜電腈綸加工工藝的示意圖其中1、抗靜電劑調(diào)配槽2、計量泵3、抗靜電劑槽4、循環(huán)泵5、濾器6、含有抗靜 電劑的凝固浴7、旋轉(zhuǎn)輥筒8、第一凝固浴9、第二凝固浴
具體實施例方式下面結合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā) 明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限 定的范圍。本發(fā)明的一種新型抗靜電腈綸，該腈綸含有碳納米管和炭黑，其中碳納米管的 重量百分數(shù)是-15%，炭黑的重量百分數(shù)是-3%，聚丙烯腈的重量百分數(shù)范圍為 82% -98%。其中，所述的碳納米管直徑為1 lOOnm，長度為2 10微米，碳納米管的管壁數(shù)為1 70 ；所述的炭黑電阻率為0. 1 10 Ω · cm，密度1. 80 1. 85g/cm3，炭黑的粒徑為 20 200nm ；所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子量為5 10萬。實施例1如附圖1所示，是一種抗靜電腈綸加工工藝的示意圖，采用濕法紡絲方法紡成腈 綸纖維，所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子量為5 10萬，碳納米管依次經(jīng)過抗靜電劑調(diào)配槽1、 計量泵2，再由循環(huán)泵4以及濾器5到達凝固浴6，再回流到抗靜電劑槽3并繼續(xù)由循環(huán)泵 4輸送，構成抗靜電劑循環(huán)系統(tǒng)。腈綸紡絲原液從噴絲孔擠壓出形成細流，經(jīng)過帶有旋轉(zhuǎn)滾 筒7的含有碳納米管的凝固浴6凝固成型為初生纖維，其中碳納米管占凝固浴的重量百分 數(shù)為20%，碳納米管直徑為lnm，長度為2微米，碳納米管的管壁數(shù)為1，進入拉伸和水洗至 后處理工序得到腈綸纖維。制得的腈綸纖維中碳納米管含量為1%，其斷裂強度為5. 2CN/ dtex，纖維體電阻率為3. 12 X IO6 Ω · cm。實施例2如附圖1所示，是一種抗靜電腈綸加工工藝的示意圖，采用濕法紡絲方法紡成腈 綸纖維，所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子量為5 10萬，碳納米管和炭黑依次經(jīng)過抗靜電劑調(diào) 配槽1、計量泵2，再由循環(huán)泵4以及濾器5到達凝固浴6，再回流到抗靜電劑槽3并繼續(xù)由 循環(huán)泵4輸送，構成抗靜電劑循環(huán)系統(tǒng)。腈綸紡絲原液從噴絲孔擠壓出形成細流，經(jīng)過帶有 旋轉(zhuǎn)滾筒7的含有碳納米管和炭黑的凝固浴6凝固成型為初生纖維，其中碳納米管占凝固 浴的重量百分數(shù)為25%，碳納米管直徑為20nm，長度為4微米，碳納米管的管壁數(shù)為10，炭 黑占凝固浴的重量百分數(shù)為8%，所述的炭黑電阻率為0. 1 Ω ^m,密度1. 80 1. 85g/cm3， 炭黑的粒徑為20nm，進入拉伸和水洗至后處理工序得到腈綸纖維。制得的腈綸纖維中碳納 米管含量為5%，其斷裂強度為7.6CN/dtex，纖維體電阻率為1.5X IO5 Ω · cm。實施例3如附圖2所示，是一種抗靜電腈綸加工工藝的示意圖，采用濕法紡絲方法紡成腈 綸纖維，所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子量為5 10萬，腈綸紡絲原液從噴絲孔擠壓出形成細 流，經(jīng)過凝固浴和旋轉(zhuǎn)滾筒7凝固成型為初生纖維，所述的凝固浴依次包括第一凝固浴8和 含抗靜電劑的第二凝固浴9兩部分，碳納米管依次經(jīng)過抗靜電劑調(diào)配槽1、計量泵2，再由 循環(huán)泵4以及濾器5到達第二凝固浴9，再回流到抗靜電劑槽3并繼續(xù)由循環(huán)泵4輸送，構 成抗靜電劑循環(huán)系統(tǒng)。所述的第一凝固浴為含重量百分比為10%聚丙烯腈的水溶液，溫度 為_5°C，所述的含抗靜電劑的第二凝固浴是含有抗靜電劑的水溶液，溫度為_5°C，所述的 抗靜電劑占第二凝固浴的45wt%，所述的抗靜電劑是碳納米管。碳納米管直徑為40nm，長 度為6微米，碳納米管的管壁數(shù)為30。初生纖維進入拉伸和水洗至后處理工序得到腈綸纖 維，制得的腈綸纖維中碳納米管含量為10%，其斷裂強度為8. OCN/dtex，纖維體電阻率為 3. 8 X IO4 Ω · cm。
實施例4如附圖2所示，是一種抗靜電腈綸加工工藝的示意圖，采用濕法紡絲方法紡成腈綸纖維，所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子量為5 10萬，腈綸紡絲原液從噴絲孔擠壓出形成細 流，經(jīng)過凝固浴和旋轉(zhuǎn)滾筒7凝固成型為初生纖維，所述的凝固浴依次包括第一凝固浴8和 含抗靜電劑的第二凝固浴9兩部分，碳納米管和炭黑依次經(jīng)過抗靜電劑調(diào)配槽1、計量泵2， 再由循環(huán)泵4以及濾器5到達第二凝固浴9，再回流到抗靜電劑槽3并繼續(xù)由循環(huán)泵4輸 送，構成抗靜電劑循環(huán)系統(tǒng)。所述的第一凝固浴為含重量百分比為10%聚丙烯腈的水溶液， 溫度為10°C，所述的含抗靜電劑的第二凝固浴是含有抗靜電劑的水溶液，溫度為10°C，所 述的抗靜電劑占第二凝固浴的55wt%，所述的抗靜電劑是碳納米管和炭黑。其中碳納米管 的重量百分數(shù)為75 %，炭黑的重量百分數(shù)為25 %。碳納米管直徑為lOOnm，長度為10微米， 碳納米管的管壁數(shù)為70，所述的炭黑電阻率為10 Ω .cm，密度1. 80 1. 85g/cm3，炭黑的粒 徑為200nm。初生纖維進入拉伸和水洗至后處理工序得到腈綸纖維，制得的腈綸纖維中碳納 米管含量為15%，其斷裂強度為8.8CN/dtex，纖維體電阻率為1.3 X IO3 Ω · cm。
權利要求
一種新型抗靜電腈綸，其特征是該腈綸含有碳納米管和炭黑，其中碳納米管的重量百分數(shù)是1％-15％，炭黑的重量百分數(shù)是1％-3％，聚丙烯腈的重量百分數(shù)范圍為82％-98％。
2.如權利要求1所述的一種新型抗靜電腈綸，其特征在于，所述的碳納米管直徑為 1 lOOnm，長度為2 10微米，碳納米管的管壁數(shù)為1 70 ；所述的炭黑電阻率為0. 1 10 Ω ·αιι，密度1. 80 1. 85g/cm3，炭黑的粒徑為20 200nm ；所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子 量為5 10萬。
3.一種抗靜電腈綸的制造方法，采用濕法紡絲方法紡成腈綸纖維，腈綸紡絲原液從噴 絲孔擠壓出形成細流，經(jīng)過凝固浴凝固成型為初生纖維，進入拉伸和水洗至后處理工序得 到腈綸纖維，其特征是所述的凝固浴含有碳納米管，其中碳納米管占凝固浴的重量百分數(shù) 為 20% 25%。
4.如權利要求3所述的一種新型抗靜電腈綸，其特征在于，所述的碳納米管直徑為1 lOOnm，長度為2 10微米，碳納米管的管壁數(shù)為1 70，所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子量為 5 10萬。
5.如權利要求3所述的一種新型抗靜電腈綸，其特征在于，所述的凝固浴還含有炭黑， 其中炭黑占凝固浴的重量百分數(shù)為5% 10%。
6.如權利要求4所述的一種新型抗靜電腈綸，其特征在于，所述的炭黑電阻率為0.1 10 Ω · cm，密度1. 80 1. 85g/cm3，炭黑的粒徑為20 200nm。
7.一種抗靜電腈綸的制造方法，采用濕法紡絲方法紡成腈綸纖維，腈綸紡絲原液從噴 絲孔擠壓出形成細流，經(jīng)過凝固浴凝固成型為初生纖維，進入拉伸和水洗至后處理工序得 到腈綸纖維，其特征是所述的凝固浴依次包括第一凝固浴和含抗靜電劑的第二凝固浴兩 部分，所述的第一凝固浴為含重量百分比為10%聚丙烯腈的水溶液，溫度為_5°C 10°C， 所述的含抗靜電劑的第二凝固浴是含有抗靜電劑的水溶液，溫度為_5°C 10°C，所述的抗 靜電劑占第二凝固浴的45wt% 55wt%，所述的抗靜電劑是碳納米管。
8.如權利要求7所述的一種新型抗靜電腈綸，其特征在于，所述的碳納米管直徑為1 lOOnm，長度為2 10微米，碳納米管的管壁數(shù)為1 70，所述的聚丙烯腈的數(shù)均分子量為 5 10萬。
9.如權利要求7所述的一種新型抗靜電腈綸，其特征在于，所述的抗靜電劑還包含有 炭黑，在抗靜電劑中碳納米管的重量百分數(shù)為65% 75%，炭黑的重量百分數(shù)為25% 35%。
10.如權利要求9所述的一種新型抗靜電腈綸，其特征在于，所述的炭黑電阻率在 0. 1 10 Ω · cm，密度1. 80 1. 85g/cm3，炭黑的粒徑為20 200nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型抗靜電腈綸，該腈綸含有碳納米管和炭黑，其中碳納米管的重量百分數(shù)是1％-15％，炭黑的重量百分數(shù)是1％-3％，聚丙烯腈的重量百分數(shù)范圍為82％-98％。本發(fā)明還涉及一種抗靜電腈綸的制造方法，采用濕法紡絲方法紡成腈綸纖維，凝固浴含有碳納米管，其中碳納米管占凝固浴的重量百分數(shù)為20％～25％。本發(fā)明還提供了另一種抗靜電腈綸的制造方法，采用濕法紡絲方法紡成腈綸纖維，凝固浴依次包括第一凝固浴和含抗靜電劑的第二凝固浴兩部分，所述的第一凝固浴為含重量百分比為10％聚丙烯腈的水溶液，溫度為-5℃～10℃，所述的含抗靜電劑的第二凝固浴是含有抗靜電劑的水溶液，溫度為-5℃～10℃，所述的抗靜電劑占第二凝固浴的45wt％～55wt％，所述的抗靜電劑是碳納米管。
文檔編號D01F1/09GK101805935SQ20101014056
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權日2010年4月7日
發(fā)明者尹璐, 李江, 王華平, 王彪 申請人:東華大學